Philosophie der Naturwissenschaften

Gegenstand und Problemkreis der Philosophie der Naturwissenschaft

Ontologische Probleme der Naturwissenschaft

Ontologische Probleme gruppieren sich um „Seinsfragen“: Was und wie existiert etwas (was stellt das untersuchte Objekt dar)? Für die Wahl konkreter wissenschaftlicher Forschungsstrategien sind zwei Aspekte der ontologischen Problematik von Bedeutung.

Der erste, eigentliche ontologische Aspekt, betrifft die Frage nach dem Status der Realität, in der das Forschungsobjekt verankert ist: Womit hat der Forscher es zu tun – mit einem realen physischen Objekt, einem Phänomen oder einer idealen Konstruktion?

Die Philosophie unterscheidet verschiedene Ebenen der Realität:

• Objektive Realität: Sie existiert unabhängig vom Beobachter, dem registrierten Phänomen, dem Messgerät oder dem Denken. In der Geschichte der Naturwissenschaft korrespondiert diese Ebene mit der Abstraktion der physischen Realität. Die Bestimmung des objektiven Existenzstatus des Forschungsobjekts verleiht ihm den Status eines realen physischen Objekts. Beispiel: Die Sonne existiert objektiv als Stern, das Atom als kleinste Einheit eines chemischen Elements mit dessen Eigenschaften. In Bildung und Praxis wird dieser philosophische Aspekt der Naturwissenschaften durch die Bestimmung des physischen Sinns in Definitionen repräsentiert, was oft nicht einfach ist. So bleibt in der Mathematik die Frage, was eine Zahl ist, problematisch, in der Physik: Kraft, Feld. Im letzteren Fall wird lediglich das Phänomen demonstriert (wie Kraft/Feld wirkt).
• Phänomenologische Realität: Das Bestehen eines beobachteten oder registrierten Phänomens, dessen Ursachen verborgen oder unbekannt sein können, der physikalische Sinn aber unklar ist, z. B. Sonnenfinsternis, Zyklon, registrierte Abweichung von Messwerten. Der Status eines Phänomens bezieht sich auch auf ein einzigartiges Ereignis, das sich nicht wiederholt und keiner Regelmäßigkeit unterliegt.
• Ideale Realität: Die Existenz gedanklicher Konstruktionen als selbständige Objekte korrespondiert mit abstrakten Entitäten (z. B. Zahl, Menge in der Mathematik). Abstraktionen sind ein wichtiges Instrument der naturwissenschaftlichen Erkenntnis, z. B. das Konzept des idealen Gases oder des schwarzen Körpers. Idealisierung erlaubt es, unterschiedliche virtuelle Status eines Objekts abhängig vom Blickwinkel zu betrachten. Der abstrakte Status mathematischer Objekte korrespondiert mit der mathematischen Realität. Neue philosophische Probleme entstehen mit der Ausbreitung von Vorstellungen über Informationsrealität und virtuelle Realität.
• Subjektiver Status: Dieser betont die Abhängigkeit des Forschungsobjekts vom Bewusstsein des Beobachters. In der Naturwissenschaft wird dies traditionell nicht berücksichtigt, obwohl Abhängigkeiten wissenschaftlicher Konstruktionen von kollektiven Bewusstseinsformen, wissenschaftlichen Gemeinschaften, Schulen, dem historischen Kontext oder Konventionen auf die kommunikative Natur wissenschaftlicher Erkenntnis hinweisen.

Der zweite, strukturell-funktionale Aspekt des Forschungsobjekts betrifft die Frage, was untersucht wird – Struktur, Funktion, Eigenschaft oder Beziehung. Die Bestimmung des ontologischen Status eines Objekts ist entscheidend für die Definition der Ausgangspositionen, der Erkenntnisstrategie und des Forschungsprogramms.

Der ontologische Status der Struktur (oder des Substrats) kann variieren: als Ganzes oder System, als Teil oder Element, als fundamentale unstrukturierte Einheit. Die Suche nach einer solchen Einheit war historisch eine zentrale Erkenntnisstrategie, etwa in der antiken Naturphilosophie bei der Frage nach dem Urstoff der Welt (Milesische Schule). Die konstruktivste Hypothese war Demokrits Atom – die ursprünglich unteilbare Einheit des Seins. In modernen Wissenssystemen wird die komplexe Vielfalt der strukturellen Welt auf fundamentale unstrukturierte Mikropartikel reduziert, z. B. Quarks und Leptonen.

Der Status von Eigenschaften erlaubt die Analyse qualitativer Ebenen des Objekts:

• des Einzelnen (Element, Struktur);
• von Beziehungen (funktional, informationell);
• des Ganzen oder Systems (systemische Eigenschaften, strukturell-funktional).

Der Status von Beziehungen weist auf Interaktionen hin, ihre Arten (z. B. vier fundamentale physikalische Wechselwirkungen, neue informationelle Interaktionen) und Prinzipien (z. B. Fernwirkung und Nahwirkung in der Physik, Rückkopplungsprinzip in der Kybernetik). Die philosophische Kategorie „Beziehung“ betont den funktionalen Aspekt der Existenz eines Objekts, wobei die Charakteristik der systembildenden Verbindungen entscheidend ist:

• totale Vernetzung (Netzwerk);
• gerichtete Verbindung (Evolution);
• relationale Verbindung (Synchronizität, Koevolution);
• informationelle, semantische Verbindung.

In der modernen Wissenschaft kann die Funktion als eigenständiges Objekt betrachtet werden (Rückkopplung, Koordination, Reflexion, Steuerung, Korrelation, Zyklus), was zur Bildung des Konzepts eines neuen Wissenschaftsobjekts – der funktionalen Systeme – führt.

Der Kreis ontologischer Fragen bestimmt die Problematik der Philosophie der Naturwissenschaften in den einzelnen Disziplinen. In der Physik betrifft dies Raum und Zeit, Struktur und Einheit der Welt, Natur fundamentaler Wechselwirkungen, Natur und Status physikalischer Gesetze sowie Existenz und Struktur des Universums. In der Chemie stehen Systematik, Komplexität chemischer Objekte, Existenz und Selbstorganisation chemischer Systeme im Mittelpunkt. In der Biologie betreffen die Fragen Wesen und Ursprung des Lebens, Existenz und Ursprung genetischer Informationssysteme (genetischer Code, DNA, Übergangsstrukturen), Evolution genetischer Systeme und Arten sowie die Erklärung von Psyche.